Учебный тренажер по биологии для подготовки к ЕГЭ 4

Цикл развития малярийного плазмодия

(теория + практика)

Строение малярийного плазмодия

            Единственный путь, которым малярийный плазмодий проникает в организм человека, это укус комара. И из более трех тысяч существующих в природе видов этих двукрылых насекомых данный паразит переносится только малярийным комаром рода анофелес (Anopheles superpictus). Причем, этот комар обязательно должен быть самкой, так как именно ей нужна кровь как источник белков для выведения яиц.

            В момент укуса комар впрыскивает в кожу человека слюну (чтобы кровь не свертывалась), и вместе со слюной в кожу попадают спорозоиты малярийного плазмодия. Спорозоит - репродуктивная форма только одной стадии жизненного цикла этого протиста. Строение малярийного плазмодия на стадии спорозоитов имеет вид продолговатых и слегка изогнутых клеток размером не более 15 мкм.

            Основной хозяин малярийного плазмодия - комар анофелес, поскольку в его организме плазмодий занимается спорогонией (половым размножением). А человек - промежуточный хозяин малярийного плазмодия, так как организм Homo sapiens он использует для агамогенеза, то есть бесполого размножения. Биологи выяснили, что у одноклеточных рода Plasmodium бесполое размножение имеет особую форму шизогонии, когда первоначальная клетка делится не на две дочерние, а сразу на множество. Таким образом размножение малярийного плазмодия адаптировано к способу его распространения – от одного хозяина к другому.

Цикл развития малярийного плазмодия

            Малярийный плазмодий относится к простейшим микроорганизмам царства Протиста (Protista), класса Споровиков (Sporozoa), отряда гемоспоридий (Haemosporidia), рода Plasmodium.

            Виды малярийных плазмодиев Plasmodium vivax, Plasmodium malariae, Plasmodium falciparum и Plasmodium ovale опасны для человека, так как являются причиной возникновения малярии. Вид малярийных плазмодиев Plasmodium ovale – более редкий, и подхватить его можно только в африканских или азиатских тропиках.

 Жизненный цикл развития малярийного плазмодия складывается из двух стадий:

1. Стадии, протекающей в организме человека (бесполое размножение плазмодиев (шизогония) и  подготовка к половому размножению (образование гамет)                                                                       2. Стадии пребывания в органах комара (половое размножение и образование спорозоитов  (спорогония)

Цикл развития малярийного плазмодия: от комара - к человеку

            Цикл развития малярийного плазмодия разбит на две практические равные части, каждая из которых проходит в организме либо комара, либо человека. Начнем с того момента, когда спорозоиты малярийного плазмодия проникают в организм человека. Попадая в кровь, спорозоит очень быстро оказываются в ткани печени и уже здесь начинают бесполое размножение (шизогонию), превращаясь в мерозоиты. Эти голодные молодые плазмодии проникают в красные кровяные тельца (эритроциты) и, поглощая гемоглобин, продолжают так же бесполым способом усиленно размножаться. На этой стадии строение малярийного плазмодия представляет собой клетки размером не более 2 мкм с протоплазмой и ядром, их форма – округлая или овальная (похожая на амебу).         Затем мерозоиты, разрушая эритроциты, выходят из них и принимают форму колец, а в их протоплазме образуются полости – пищеварительные вакуоли, которые накапливают питательные вещества и выводят продукты жизнедеятельности: так токсины плазмодия попадают в кровоток человека.                                                                                                      На этой стадии развитие малярийного плазмодия происходит «по графику» - через каждые 48 часов, и как раз с такой же периодичностью у человека, зараженного малярией, начинаются приступы лихорадки с ознобом и очень высокой температурой.               Эритроцитарная шизогония циклично повторяется и продолжается до тех пор, пока количество мерозоитов не достигнет нужного уровня. И тогда цикл развития малярийного плазмодия вступает в следующую стадию, и образуются половые клетки гаметоциты.

Цикл развития малярийного плазмодия: от человека - к комару

            Чтобы началось половое размножение малярийного плазмодия (спорогония), ему необходимо сменить хозяина и попасть в желудок комара анофелеса. К этому времени гаметоциты готовы к разделению на микрогаметоциты и макрогаметоциты.                                     И как только комар кусает человека, больного малярией, с высосанной кровью гаметоциты «переселяются» к своему основному хозяину. Здесь микрогаметоциты превращаются в мужские репродуктивные клетки плазмодия, а макрогаметоциты – в женские. Каждый вид этих репродуктивных клеток имеет одинарный (гаплоидный) хромосомный набор. Что происходит дальше, догадаться несложно, и в результате слияния гамет противоположного пола получаются диплоидные клетки с полным набором хромосом - зиготы малярийного плазмодия, имеющие удлиненную форму. Зиготы малярийного плазмодия весьма подвижные и, не мешкая, встревают между клетками мышечной стенки желудка насекомого, закрепляются там и образуют спороцисты – круглые клетки-инкубаторы, покрытые оболочкой (созданной, между прочим, из тканей комара). Этот цикл развития малярийного плазмодия в организме комара – один из последних. В ходе роста спороцист, под их оболочкой продолжается клеточный митоз, и в каждой образуются сотни спорозоитов (строение которых было описано выше).           Настает момент, когда оболочка разрывается, и все эти спорозоиты оказываются просто внутри тела насекомого. Им остается пробраться ближе к «выходу», и подвижные спорозоиты с этой задачей хорошо справляются, проникая в нужное место – в слюнные железы комара анофелеса.

Последовательность событий в жизненном цикле малярийного плазмодия

    Последовательность всего происходящего в жизненном цикле малярийного плазмодия:
- в момент укуса в организм человека попадают спорозоиты (поколение бесполых);
- с кровью они циркулируют в печень, где разделяются методом шизогонии. Шизогония – это метод бесполого размножения, когда ядро разделяется на огромное количество частей, вокруг каждой появляется цитоплазма и клетка также делится на большое число частей;
- по окончанию нескольких процессов деления в печени, спорозоиты снова выходят в кровь и циркулируют в эритроциты;
- в эритроцитах плазмодии тоже проходят процесс деления способом шизогонии. В период разрыва эритроцита, в кровь выходят токсины, которые представляют собой ядовитые элементы жизнедеятельности плазмодия, провоцирующие развитие лихорадки;
- через пару делений такого типа плазмодии становятся клетками – предшественниками гамет – гаметоцитами;
- в момент укуса гаметоциты проникают в организм комара, вытекают из эритроцитов и становятся гаметами;
- гаметы выходят в кишечник комара и сливаются, оставляя после себя оплодотворённую яйцеклетку, именуемую зиготой;
- зигота выходит в гемолимфу комара, где разделяется => образуются спорозоиты;
- спорозоиты выходят в слюнные железы комара;
- цикл повторяется. Установите последовательность возникновения малярии.

             Оба хозяина малярийного плазмодия взаимно заражают друг друга. Заражение комара происходит только гаметоцитами (локализуются в крови человека), а человека - спорозоитами (локализуются в слюне комара)

Задания для самостоятельной работы

1. Установите последовательность возникновения малярии.

1) Разрушение эритроцитов крови

2) Рост и бесполое размножение плазмодия

3) Проникновение плазмодия в печень

4) Проникновение плазмодия в кровь человека

5) Укус комара

6) Проникновение паразита в кишечник комара

7) Половое размножение плазмодия

8) Лихорадка

  2. Жизненный цикл малярийного плазмодия

  Изучите рисунок и сделайте к нему подписи.

3. Впишите пропущенные слова (или группы слов).

1. Малярийный плазмодий относится к типу (________________), классу (________________).
2. Окончательным хозяином малярийного плазмодия является (________________).
3. Промежуточным хозяином малярийного плазмодия является (________________).
4. При укусе человека комаром вместе со слюной комара в ранку могут попасть (________________) малярийного плазмодия.
5. Бесполое размножение малярийного комара в клетках печени человека называется (________________).
6. Бесполое размножение малярийного комара в эритроцитах человека называется (________________).
7. При трехдневной малярии интервал между приступами лихорадки составляет (________________) часов, при четырехдневной – (________________).
8. Процесс формирования гамет у малярийного плазмодия начинается в организме (________________) и завершается в организме (________________).
9. Обладающая подвижностью зигота малярийного плазмодия называется (________________).
10. В организме человека могут паразитировать (________________) вида малярийных плазмодиев.

4. Опишите жизненный цикл малярийного плазмодия, опираясь на рисунок

5.